KR20060101036A

KR20060101036A - 근접노광형 노광장치

Info

Publication number: KR20060101036A
Application number: KR1020050022863A
Authority: KR
Inventors: 이천수; 차상환; 신현장
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사; 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2006-09-22
Also published as: CN1834787A; TWI308995B; CN100465793C; US20060209288A1; KR101130890B1; TW200634451A; US7692770B2

Abstract

본 발명은 근접노광형 노광장치에 관한 것으로 특히, 노광장치의 마스크와 기판을 정렬함에 있어 정밀한 정렬을 위하여 기판을 구동시키는 구동수단과 마스크 스테이지를 구동하는 구동수단을 별도로 구비한다. 또한 대형의 마스크 스테이지를 구동함에 있어 마스크 스테이지의 중량에 의해 마스크 스테이지 구동수단이 오동작하지 않도록 마스크 스테이지를 지지하는 하중지지부를 별도로 구비하며, 상기 마스크 스테이지를 구동하는 가이드부를 구비하여 기판과 마스크 스테이지의 정밀한 정렬을 이룬다.

근접노광형, 노광장치, 마스크 스테이지, 하중지지부, 가이드부

Description

근접노광형 노광장치{PROXIMITY TYPE ESPOSURER}

도 1은 통상의 근접노광형 노광장치의 정면도.

도 2는 본 발명의 근접노광형 노광장치의 마스크 스테이지의 사시도.

도 3은 본 발명의 마스크 스테이지의 평면도.

도 4는 본 발명의 가이드부 및 하중 지지부를 나타내는 사시도.

도 5는 본 발명의 가이드부를 나타내는 사시도.

************도면의 주요부분에 대한 부호의 설명************

200:마스크 스테이지 201:베이스 스테이지

202:베이스 스테이지 지지대 204:마스크 고정 스테이지

205:가이드부 206:하중지지대

210:마스크 220;볼 베이링

230:결합수단 301:모터

302:모터 지지대 303:볼 스크루 지지대

304:볼 스크루 310:레일부

311:슬리이딩부 312;상판

313:고정부

본 발명은 근접노광 형 노광장치에 관한 것으로 특히, 마스크 스테이지를 지지하는 하중지지부와 마스크 스테이지를 구동시키는 가이드부를 구비하는 근접노광형 노광장치에 관한 것이다.

반도체소자 또는 액정표시소자의 제조공정에서는 다수의 박막 형성 공정이 필요한데, 상기 박막 형성 공정은 통상 노광기술을 이용하여 이루어지고 있다. 즉, 소정의 패턴을 구비하는 마스크를 통해 자외선 또는 X선 등을 조사하여 기판상에 도포된 감광물질을 노광함으로써 소정의 패턴을 기판상에 전사시키는 사진 노광기술이 이용된다.

액정표시소자의 경우, 액정표시소자의 게이트 라인, 데이터 라인, 단위화소의 패터닝, 컬러필터 기판의 컬러필터 층의 형성등 많은 공정이 노광기술을 이용하는 데, 정밀한 패턴을 기판상에 전사시키기 위해 노광장치의 중요성은 매우 크다.

통상, 노광장치는 패턴을 축소 또는 확대 전사시킬 수 있는 프로젝션 형(projection type)의 노광장치와 수평형의 평행광을 이용하여 패턴을 1:1전사시킬 수 있는 근접노광 형(proximity type)의 노광장치로 구분될 수 있다.

반도체 소자와 같이, 집적을 요하는 소자의 제조를 위해서는 축소 노광이 가능한 프로젝션 형의 노광장치가 주로 사용될 수 있으며, 액정표시소자와 같이 대면적에 동일한 패턴을 형성하는 것이 필요한 경우 대형의 마스크를 사용하는 근접노광 형의 노광장치가 적합하다.

상기 근접노광 형의 노광장치는 마스크 패턴을 기판상에 완전히 전사시키기 위해 가능한 기판에 근접하여 노광하는 것이 필요하다. 심지어 마스크를 기판과 완전히 접촉하여 노광하는 접촉방식의 노광장치도 존재하나, 이 경우 마스크와 기판이 접촉하기 때문에 기판의 이물이 마스크를 손상시키거나 접촉으로 인해 마스크가 파손되는 경우가 발생할 수 있어 접촉되지 않은 채 기판과 근접하는 마스크 스테이지를 만드는 것이 근접노광 형 노광장치의 과제이다.

근접노광 형 노광장치 및 프로젝션 형 노광장치는 기본적으로 노광을 위한 광을 발생시키는 조명광학계와, 소정의 패턴을 구비하는 마스크를 지지하는 마스크 스테이지와, 마스크의 패턴이 전사되는 기판이 안착되는 기판 지지 척과, 상기 기판 지지 척이 장치되는 지지대를 구비하여 이루어진다.

또한 노광장치는 마스크의 패턴을 정확히 기판상에 전사시키는 것이 매우 중요하기 때문에 마스크 스테이지와 기판을 서로 정 배열시키기 위해 마스크 스테이지와 기판의 위치를 확인하는 다수의 얼라인먼트 카메라를 구비한다. 상기 얼라인먼트 카메라는 기판 지지 척 또는 기판상에 형성될 수 있는 얼라인먼트 키를 인지하여 기판과 마스크 스테이지를 정 배열한다.

한편, 근래에 액정표시소자가 점점 대형화됨에 따라 마스크의 크기 또한 대형화 되어가고 있으며 상기 마스크를 지지하는 마스크 스테이지 또한 대형화되고 있다. 상기 마스크 스테이지에는 장치되는 마스크가 가능한 기판에 근접할 수 있도록 마스크 스테이지의 하방에 마스크가 장치되며, 상기 마스크는 마스크 스테이지에 고정수단에 의해 고정되어 있다.

상기의 구성요소를 구비하는 근접노광형 노광장치를 도 1을 참조하여 살펴본다.

도 1을 참조하면, 근접노광형 노광장치는 광을 제공하는 조명광학계(101)와, 상기 조명광학계(101)의 하부에 설치되며 마스크(110)를 지지하는 마스크 스테이지(105)와, 상기 마스크 스테이지의 네 모서리를 지지하는 지지대(120)와, 상기 마스크 스테이지(105)의 하방에 형성되며 기판(114)을 지지하는 x축 구동 플레이트(113) 및 y축 구동 플레이트(112)와, 상기 x축 구동 플레이트(113) 및 y축 구동 플레이트(112)를 지지하는 척(111)과, 노광장치의 기초를 구성하는 베이스 플레이트(150)를 구비한다.

상기 조명광학계(101)는 자외선 또는 X선 등의 광선을 발생시켜 마스크 패턴을 기판에 전사시키는 역할을 수행한다.

상기 마스크 스테이지(105)는 마스크(110)가 직접 결합되는 상부 플레이트(103)와, 상기 마스크 스테이지의 상부 플레이트를 지지하며 마스크 플레이트의 베이스를 구성하는 하부 플레이트(102)로 구성된다.

상기 마스크 스테이지(105)는 마스크(110)가 기판(114)과 가능한 근접할 수 있도록 마스크가 직접 장치되는 상부 플레이트(103)가 하부 플레이트(102)의 아래에 결합되어 마스크(110)를 지지한다. 또한 상기 마스크 스테이지의 하부 플레이트(102) 및 상부 프레이트(103)의 가운데는 조명광학계(101)로부터 진행하는 광이 마스크(110)를 통과하여 기판(114)에 조사될 수 있도록 빈 공간으로 되어 있다.

또한 상기 마스크 스테이지(105)의 네 모서리는 바 형의 마스크 스테이지 지 지대(120)에 의해 지지되어 있다.

한편, 상기 마스크 스테이지(105)의 아래에는 기판(114)이 장치되며 기판(114)을 이동시킬 수 있는 x축 구동 플레이트(113)와 y축 구동 플레이트(112)가 설치되어 있다.

상기 y축 구동 플레이트(112)는 지지 척(111)상에 설치되는 데, 상기 지지 척(111) 상에는 소정의 레일이 y축 방향으로 설치되어 있으며 상기 레일에 y축 구동 플레이트(112)가 결합되어 y축 방향으로 기판을 이동시킬 수 있다. 또한 상기 y축 구동 플레이트(112) 상에도 소정의 레일이 설치되어 있고 상기 레일에 x축 플레이트(113)가 결합되어 기판을 x축 방향을 이동시킬 수 있게 되어 있다.

상기 x축 플레이트(113) 상에 기판(114)은 적재되어 상기 x축 플레이트 및 y축 플레이트의 동작에 의해 소정의 좌표로 이동한다. 통상 마스크의 크기보다 기판의 크기가 크기 때문에 기판을 이동하면서 복수의 노광을 실시하여 기판 전체에 마스크 패턴을 전사시킨다.

한편, 노광장치는 미세한 마스크의 패턴을 기판상에 전사시키는 장치이기 때문에 마스크 스테이지와 기판을 정확히 정렬하는 것이 매우 중요하다. 그러므로 마스크 스테이지와 기판을 정확히 정렬하기 위해 상기 마스크 스테이지 상에는 기판과 마스크 스테이지의 정렬을 위한 얼라인먼트 카메라(미도시)가 설치되어 있고, 상기 기판 또는 x축 구동 플레이트 상에는 얼라인먼트 키가 설치되어 있다.

상기 얼라인먼트 카메라는 상기 얼라인먼트 키를 확인하여 기판과 마스크 스테이지를 정확히 정렬한다.

그러나 상기 마스크 스테이지와 기판을 정렬함에 있어 기판을 이동하는 수단으로는 x축 구동 플레이트(113)와 y축 구동 플레이트(112)를 사용하기 때문에 마이크로미터 이하의 단위로 마스크와 기판이 미세하게 정렬되어야 하는 노광장치에서 x축 구동 플레이트(113)와 y축 구동 플레이트(112)에 의해 마스크와 기판을 정렬하는 데는 한계가 있다.

그러므로 본 발명은 근접노광형 노광장치에 있어 마스크와 기판을 정렬함에 있어 기판과 정밀하게 마스크를 정렬시키는 마스크 정렬수단을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 상기 마스크 정렬수단을 제공함에 있어 마스크 스테이지의 하중을 직접 받지 않도록 상기 마스크 정렬수단을 설치함으로써 대형의 마스크 스테이지가 구비되는 노광장치에 있어서도 하중에 의해 조정 불량이 발생하지 않는 마스크 정렬수단을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 위하여 본 발명의 노광장치는 조명광학계와; 마스크가 고정되는 마스크 고정 스테이지와 상기 마스크 고정 스테이지를 지지하는 베이스 스테이지를 구비하는 마스크 스테이지와; 상기 마스크 고정 스테이지의 하중을 상기 베이스 스테이지로 분산시키는 하중지지부와; 상기 마스크 고정 스테이지의 미세 구동을 담당하는 가이드부와; 상기 마스크 스테이지를 지지하는 지지대와; 상기 마스크의 패턴이 전사되는 기판과; 상기 기판을 이동시키는 구동 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 마스크 고정 스테이지는 상기 베이스 스테이지의 가운데 형성되며, 상기 마스크 스테이지의 가장자리에 설치되는 하중지지부에 의해 서로 연결되고 상기 하중지지부의 일 측, 즉, 상기 고정 스테이지 측으로는 상기 마스크 고정 스테이지와 채결수단에 의해 결합되어 있으며, 다른 일 측, 즉 상기 베이스 스테이 측으로는 볼 베이링을 상기 하중지지부와 베이스 스테이지 사이에 개재하여 상기 마스크 고정 스테이지가 상기 베이스 스테이지로 부터 미동할 수 있게 구성된다.

또한 상기 베이스 스테이지 상에는 상기 마스크 고정 스테이지를 미동시킬 수 있는 가이드부가 상기 마스크 고정 스테이지의 네 변 중 적어도 3변에 설치되어 상기 마스크 고정 스테이지를 x축,y축 및 Θ축으로 미동하게 한다.

그러므로 본 발명의 노광장치는 상기 마스크 고정 스테이지가 대형이며 큰 하중을 가지더라도 상기 마스크 고정 스테이지의 하중은 하중지지부에서 감당한 채, 가이드로서 상기 마스크 고정 스테이지를 미세하게 움직일 수 있어 기판과 마스크의 정밀한 얼라인먼트를 요구하는 노광장치에서 마스크의 정밀 배열을 가능하게 한다.

이하 도 2를 참조하여 본 발명의 근접노광형 노광장치의 구조를 살펴본다.

도 2는 본 발명의 근접노광형 노광장치의 마스크 스테이지(200)와 이를 지지하는 지지대(202)를 도시한 사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 마스크 스테이지(200)는 마스크 스테이지의 베이를 구성하는 장방형의 베이스 스테이지(201)와, 상기 베이스 스테이지(201)의 가운데 형성되며 소정의 패턴을 구비하는 마스크(210)가 고정되는 마스크 고정 스테 이지(204)와, 상기 베이스 스테이지(201)의 가장자리에 연결되어 베이스 스테이지를 지지하는 지지대(202)와, 상기 마스크 고정 스테이지(204)의 하중을 견디면서 상기 마스크 고정 스테이지(204)와 베이스 스테이지(201)를 연결하는 하중지지부(206)와, 상기 마스크 고정 스테이지(204)를 미세하게 움직이는 복수의 가이드부(205a,205b,205c)를 구비한다.

상기 마스크 스테이지(200)의 베이스 스테이지(201)은 장방형으로 구성된다. 또한 상기 베이스 스테이지의 네 모서리에는 각각 마스크 스테이지(200)를 지지하는 지지대(202)가 설치되어 있다.

상기 지지대(202)는 상기 베이스 스테이지의 적어도 네 모서리에 각각 형성되는 4개의 기둥일 수 있으며 상기 마스크 스테이지(200)의 높이를 조절할 수 있도록 높이 방향으로 연장될 수 있게 구성된다. 상기 지지대(202)는 노광장치의 바닥을 구성하는 베이스 플레이트(미도시)와 연결된다.

한편 상기 베이스 스테이지(201)의 가운데는 상기 마스크 고정 스테이지(204)가 설치될 수 있도록 비어 있으며 상기 빈 공간에 마스크 고정 스테이지(204)가 설치된다. 상기 빈 공간에 설치되는 마스크 고정 스테이지(204) 또한 가운데에 빈 공간을 가지며 상기 공간에 마스크(210)이 설치되어 조명광학계(미도시)로부터 진행하는 광을 조사받는다.

본 발명의 노광장치는 특히 대면적의 액정표시패널을 노광하는 데 적합하도록 고안되는 것으로 대형의 액정표시패널을 노광하기 위해 마스크 또한 대형이다. 그러므로 상기 마스크를 고정하는 마스크 고정 스테이지(204) 또한 대형인데, 대형 이면서 금속재질로 구성되는 상기 마스크 고정 스테이지(204)는 상당한 중량을 가진다. 그 무게가 톤단위일 수 있다. 그러므로 상기 마스크 고정 스테이지(204)의 무게를 지탱하며 상기 마스크 고정 스테이지(204)를 상기 베이스 스테이지(201)와 연결시키는 수단이 필요한데, 상기 수단이 하중지지부(206)이다.

상기 하중지지부(206)는 상기 마스크 고정 스테이지(204)의 네 변에 적어도 하나씩 각각 형성되며 상기 마스크 고정 스테이지(204)와는 채결수단에 의해 서로 결합되어 있다. 그리고 상기 하중지지부(206)의 다른 일 단은 상기 베이스 스테이지(201)와 연결되는데, 상기 베이스 스테이지(201)와 연결됨에 있어 상기 베이스 스테이지(201)와 하중지지부(206)사이에 볼 베이링을 개재하여 상기 하중지지부(206)가 상기 베이스 스테이지(201)위에서 미동할 수 있도록 구성된다. 즉, 상기 하중지지부(204)는 상기 베이스 스테이지(201)상에 형성되는 볼 베이링과 직접 접촉하여 볼 베이링 위에서 미동할 수 있게 구성된다. 상기 하중지지부(206)의 구성은 하기에서 더욱 상세히 설명될 것이다.

한편, 노광장치는 노광을 위하여 마스크와 기판을 정 배열하는 것이 매우 중요한 기술적 구성이다. 그러므로 마스크 스테이지상에 고정되는 마스크와 기판을 정 배열하기 위해 기판 또는 기판 구동 플레이트상에는 복수의 얼라인먼트 키를 구비하게 되고 상기 마스크 스테이지 상에는 상기 얼라인먼트 키를 감지할 수 있는 감지 카메라를 구비하게 된다. 또한 상기 마스크 스테이지는 지지대에 의해 베이스 플레이트에 고정되어 있으므로 마스크와 기판을 정 배열하기 위해 기판을 이동시킬 수 있는 기판 구동 시스템이 필요하다.

본 발명은 상기 기판을 지지하고 구동할 수 있는 수단으로 기판 구동 플레이트를 구비하며, 상기 기판 구동 플레이트(미도시)는 마스크 스테이지 아래에 형성되며, 기판을 x축 방향을 이동시킬 수 있는 x축 구동 플레이트와, 기판을 y축 방향으로 이동시킬 수 있는 y축 구동 플레이트로 구성된다.

상기 x축 구동 플레이트 및 y축 구동 플레이트 중 어느 하나는 베이스 플레이트 상에 형성되는 레일과 결합되어 x방향 또는 y방향으로 이동할 수 있다.

또한, 예를 들어 x축 구동 플레이트가 베이스 플레이트 상에 형성되면, 상기 y축 구동 플레이트는 상기 x축 구동 플레이트 상에 형성되어 y방향으로 기판을 이동시키게 된다. 그러므로 상기 x축 구동 플레이트 및 y축 구동 플레이트의 동작에 의해 기판은 소정의 위치로 이동할 수 있게 된다. 통상 기판은 마스크보다 크므로 기판 전체를 노광하기 위해서는 기판을 움직여 가며 기판 전체를 노광할 필요가 있다.

그런데, 기판과 마스크를 배열하는 수단으로 상기 구동 플레이트만 구비할 경우, 상기 구동 플레이트는 수 마이크로미터 단위로 정밀하게 기판과 마스크를 배열할 수 없기 때문에 마스크 정렬을 위한 새로운 수단을 제공하는 것이 필요하다.

그러므로 본 발명은 마스크와 기판을 정렬함에 있어 기판의 움직임과 별도로 마스크의 움직임을 매우 정밀하게 제어할 수 있는 가이드부를 제공한다.

상기 가이드부는 마스크가 직접 결합되는 마스크 고정 스테이지(204)의 움직임을 제어하여 마스크의 미세 정렬을 담당한다.

마스크와 기판을 정렬하기 위해서는 마스크를 x방향,y방향 및 Θ방향으로 이 동할 수 있어야 하는데, 본 발명은 상기 마스크를 x방향, y방향 및 Θ방향으로 이동시킬 수 있도록 상기 마스크 고정 스테이지의 네 변중 적어도 세 변에 설치되는 적어도 3개의 가이드부(205a,205b,205c)를 구비한다.

상기 가이드부( 205a,205b,205c)는 상기 마스크 고정 스테이지(204)를 움직이는 역할을 수행하며, x축 구동 가이드부(205a)와 y축 구동 가이드부(205b)와 Θ축 구동 가이드부(205c)로 구성된다. 상기 x축 구동 가이드부(205a)는 마스크 고정 스테이지를 x축으로 움직이게 하며, 상기 y축 구동 가이드부(205b)는 상기 마스크 고정 스테이지를 y축으로 움직이게 하며, 상기 Θ축 구동 가이드부(205c)는 상기 x 및 y축 구동 가이드부와 연합하여 마스크 고정 스테이지를 Θ방향 즉, z축을 축으로 하는 회전방향으로 회전할 수 있게 한다.

그러므로 본 발명의 노광장치는 마스크와 기판을 정렬함에 있어, 먼저 x 및 y축 구동 플레이트에 의해 1차적으로 기판과 마스크를 정렬하고 2차적으로 상기 가이드부들을 이용하여 마스크 고정 스테이지를 미세하게 조정하여 마스크와 기판을 정 배열 시킨다.

이때, 상기 가이드부들( 205a,205b,205c)은 상기 마스크 고정 스테이지의 하중을 직접 받지 않도록 마스크 고정 스테이지로부터 소정 거리 이격되어 있다. 왜냐하면 상기 가이드부들이 마스크 고정 스테이지(204)의 직하면에 설치될 경우 상기 마스크 고정 스테이지의 큰 하중을 받아 마스크 고정 스테이지(204)를 정밀하게 제어하는데 어려움이 있기 때문이다. 그리고 상기 이격된 거리를 판 스프링과 같은 연결부재가 설치되어 마스크 고정 스테이지(204)와 가이드부를 연결시키고 있다.

그러므로 본 발명의 노광장치는 하중지지부(206)에 의해 마스크 고정 스테이지의 하중을 견디면서 마스크 고정 스테이지를 지지한다. 또한 상기 하중지지부(206)은 상기 가이드부(206)에 의해 상기 마스크 고정 스테이지가 미동할 경우, 마스크 스테이지가 소정의 범위내에서 자유롭게 움직일 수 있도록 베이스 스테이지(201)과는 볼 베이링에 의해 서로 연결된다.

한편, 마스크와 기판을 정 배열하기 위해 상기 가이드부에 의해 마스크 스테이지를 미세하게 움직임으로서 마스크와 기판을 마이크로미터 이하의 단위로 미세하게 배열 시킨다.

이하 도 3을 참조하여 마스크 스테이지(201)의 평면 구성을 살펴본다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 마스크 스테이지(200)는 마스크 스테이지의 기반을 이루는 장방형의 베이스 스테이지(201)와, 상기 베이스 스테이지(201)의 가운에 장방형으로 구성되는 마스크 고정 스테이지(204)로 구성된다.

상기 베이스 스테이지(201)의 중앙에는 상기 마스크 고정 스테이지(204)가 설치될 수 있도록 뚫려 있다. 상기 뚫린 공간에 상기 마스크 고정 스테이지(204)가 설치된다. 대형의 액정표시패널을 노광하는데 사용되는 마스크 스테이지는 가로 및 세로의 길이가 수 미터에 이르는 대형으로써 매우 무거운데, 상기 마스크 고정 스테이지(204)또한 알루미늄 합금등의 금속재질로 이루어져 상당한 중량이 나간다.

상기 고 중량의 마스크 고정 스테이지(204)를 지지하기 위해 본 발명은 마스크 고정 스테이지의 중량을 담당하는 하중지지부(206)를 별도로 설치한다.

상기 하중 지지부(206)는 장방형의 상기 마스크 고정 스테이지(204)의 적어 도 네 모서리에 각각 하나씩 설치될 수 있으며, 상기 마스크 고정 스테이지(204)를 상기 베이스 스테이지(201)에 연결시키며 마스크 고정 스테이지(204)의 하중을 베이스 스테이지(201)로 분산시킨다.

상기 하중지지부(206)의 일 측은 볼트 등의 고정수단에 의해 상기 마스크 고정 스테이지(204)와 결합되어 있고, 다른 일 측, 즉 베이스 스테이지(201) 측으로는 베이스 스테이지상에 볼 베이링을 개재한 채 연결되어 있다. 즉, 상기 하중지지부(206)와 베이스 스테이지(201)가 연결되는 베이스 스테이지의 상단에 다수의 볼 베이링이 설치되어 하중지지부(206)가 베이스 스테이지 상에서 일정범위 움직일 수 있게 구성된다. 이는 마스크 고정 스테이지(204)가 마스크 스테이지(200)상에서 소정의 범위로 움직일 수 있게 하기 위함이다.

상기 하중지지부(204)는 마스크 고정 스테이지의 네 모서리에 각각 하나씩 형성될 수 있으나, 그 이상 설치하는 것도 가능하다.

한편, 상기 장방형의 마스크 고정 스테이지를 움직이는 구동수단으로써 복수의 가이드부(205)가 설치되는데, 상기 가이드부(205)는 베이스 스테이지(201)의 상면에 설치된다. 상기 가이드부(205)를 설치하기 위해 상기 베이스 스테이지(201)의 상부는 일부가 절개되어 음각을 형성한다. 즉, 상기 가이드부의 상부면과 마스크 고정 스테이지의 상면이 동일 높이가 될 수 있도록 상기 가이드부가 베이스 스테이지의 음각부위에 설치된다.

상기 가이드부(205)는 장방형의 상기 마스크 고정 스테이지(204)의 네 변 중 3변에 각각 하나씩 설치되어 적어도 3개 이상 설치될 수 있으며 각각 마스크 고정 스테이지(204)를 X축 방향, Y축 방향 및 Θ축 방향으로 움직일 수 있게 한다. 즉, 상기 마스크 고정 스테이지를 X축 방향으로 소정범위 이동시키기 위해서는 상기 X축 방향 가이드부(205a)를 동작시켜 마스크 고정 스테이지를 움직일 수 있고, y축방향으로 상기 마스크 고정 스테이지를 움직이기 위해서는 y축 방향 가이드부를 작동시켜 마스크 고정 스테이지를 이동시킬 수 있으며, Θ방향으로 마스크 고정 스테이지를 이동시키기 위해서는 x축 방향 가이드부(205a),y축 방향 가이드부(205b) 및 Θ축 방향 가이드부(205c)를 동시에 동작시켜 마스크 고정 스테이지를 움직일 수 있다.

상기 가이드부(205)는 가이드부의 동력전달부와 마스크 고정 스테이지가 판 스프링등의 연결부재에 의해 서로 연결되어 있다.

상기 마스크 고정 스테이지(204)의 중앙은 마스크가 설치되는 곳으로 상기 마스크 고정 스테이지(204)의 중앙은 비어 있다. 상기 빈 공간에 소정 패턴을 구비하는 마스크가 설치되고 조명광학계로부터 진행하는 빛에 의해 기판상으로 마스크의 패턴이 전사된다.

한편, 도 4를 참조하여 본 발명의 가이드부와 하중지지대의 구조를 더 자세히 살펴본다.

도 4는 본 발명의 마스크 스테이지(200)상에 설치된 가이드부(205)와 하중지지대(206)를 도시한 것이다.

마스크 고정 스테이지(204)의 네 모서리에는 하중지지대(206)이 설치되며, 상기 마스크 고정 스테이지(204)의 네 변 중 적어도 3변에 대응되는 베이스 스테이 지(201)상에는 상기 마스크 고정 스테이지를 움직이는 가이드부(205)가 형성된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 하중지지부(206)는 마스크 고정 지지부(206) 측으로는 볼트(230) 등의 결합수단에 의해 서로 결합되어 있고, 베이스 스테이지(201)상에는 볼 베어링(220)등 마스크 고정 스테이지의 슬라이딩 수단에 의해 서로 연결되어 있다.

한편, 상기 가이드부(205)는 피스톤 운동에 의해 직선방향으로 동력을 전달할 수 있는 것으로, 상기 마스크 고정 스테이지(206)를 x방향 및 y방향으로 운동할 수 있게 한다.

상기 가이드부(205)의 헤드부는 동력을 마스크 고정 스테이지로 전달하는 동력전달부를 구성하며 상기 동력전달부의 상면은 판 스프링등 연결수단에 의해 가이드부(205)와 마스크 고정 스테이지(206)을 서로 연결하고 있다.

상기 연결 수단으로 판 스프링을 사용하는 것은 마스크 고정 스테이지의 유동시에도 적절하게 가이드부의 동력을 전달할 수 있기 때문이다. 그러므로 가이드부의 동력을 적절히 전달하기 위해서는 동력전달부의 상단과 마스크 고정 스테이지의 상면이 동일 높이가 되는 것이 바람직하다.

상기 가이드부(205)의 구조를 도 5를 참조하여 더 자세히 살펴본다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 가이드부(205)는 모터등일 수 있는 동력을 발생시키는 동력발생부(301)와, 상기 동력발생부(301)를 지지하는 동력발생부 지지대(302)와, 상기 동력발생부의 동력을 전달하는 볼 스크류부(304)와, 볼 스크류를 지지하는 볼 스크류 지지대(303)와, 동력을 마스크 고정 스테이지로 전달하는 동력전 달부(305)를 구비하여 구성된다.

상기 동력전달부(305)는 동력전달부의 수평운동의 경로를 제공하는 가이드 레일부(310)와, 상기 가이드 레일부(310)위에서 이동하여 동력전달부(305)를 이동시키는 슬라이딩부(311)와, 상기 슬라이딩부 상부에 설치되는 동력전달부 상판(312)와, 상기 동력전달부 상판(312)에서 상기 마스크 고정 스테이지와 동력전달부를 연결시키는 연결부재를 고정시키는 연결부재 고정수단(315)를 포함하여 구성된다.

그러므로 상기 동력발생부(301)에서 발생하는 동력은 볼 스크류에 의해 전진 및 후진 운동을 하며 상기 동력전달부(305)를 움직이고 이에 따라 상기 동력전달부와 연결부재에 의해 연결된 상기 마스크 고정 스테이지가 움직이게 된다.

상기 가이드부(205)는 장방형의 마스크 고정 스테이지의 네 변중 적어도 세 변에 설치되어 마스크 고정 스테이지를 x방향 및 y방향으로 이동시킨다. 또한 세개의 가이드부가 연합하여 상기 마스크 고정 스테이지를 회전할 수 있게 한다.

또한 상기 도면에서 도시되지 않았지만, 본 발명의 마스크 스테이지 하부에는 기판을 x방향 및 y방향으로 이동시키기 위한 x축 구동 스테이지 및 y축 구동 스테이지를 구비한다. 상기 구동 스테이지들에 의해 기판은 소정의 위치로 이동할 수 있고 마스크 스테이지를 통해 조사되는 광선에 의해 기판 전체가 노광된다.

그러므로 본 발명의 노광장치는 첫째, 기판을 움직이는 기판 구동 스테이지의 움직임에 의해 1차적으로 기판의 정렬이 이루어지고 둘째, 상기 가이드부에 의해 마스크 고정 스테이지가 미세하게 제어되면서 움직임으로 마스크 스테이지와 기 판의 정밀한 정렬이 이루어진다.

따라서 고정밀을 요하는 노광공정에서 기판과 마스크 스테이지를 정밀하게 정렬할 수 있다. 또한 큰 하중을 가지는 본 발명의 마스크 스테이지를 별도로 지지하는 하중지지부를 구비하기 때문에 상기 가이드부가 정밀하게 움직이는 데 도움을 줄 수 있어 마스크와 기판의 정렬을 더욱 미세하게 제어하는 데 도움을 줄 수 있다.

상기에서 살핀 바와 같이, 본 발명의 노광장치는 마스크 스테이지를 구동할 수 있는 가이드부를 구비하고 마스크 스테이지의 무게를 담당하는 하중지지부를 별도로 구비함으로써 마스크 스테이지의 무게를 직접 받지 않아 정밀하게 마스크 스테이지를 정렬할 수 있어 마스크와 기판을 미세하게 정렬할 수 있다.

또한 기판 구동 플레이트와 마스크 스테이지를 구동하는 가이드부를 동시에 구비함으로써 마스크 스테이지와 기판을 정확한 정렬을 가능하게 한다.

Claims

마스크가 고정되는 마스크 고정 스테이지와 상기 마스크 고정 스테이지를 지지하는 베이스 스테이지를 구비하는 마스크 스테이지와;

상기 마스크 고정 스테이지의 하중을 상기 베이스 스테이지로 분산시키는 하중지지부와;

상기 마스크 고정 스테이지의 미세 구동을 담당하는 가이드부와;

상기 마스크 스테이지를 지지하는 지지대와;

상기 마스크의 패턴이 전사되는 기판과;

상기 기판을 이동시키는 구동 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 1 항에 있어서, 상기 마스크 고정 스테이지는 상기 베이스 스테이지의 중앙에 설치되며 상기 하중지지부에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 2 항에 있어서, 상기 하중지지부의 일 측은 상기 마스크 고정 플레이트와 결합수단에 의해 채결되며 다른 일 측은 상기 베이스 스테이지와 연결되되, 상기 하중지지부와 상기 베이스 스테이지 사이에 슬라이딩 수단을 개재하여 상기 마스크 고정 플레이트가 상기 베이스 스테이지로부터 미동할 수 있는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 1 항에 있어서, 상기 하중지지부는 장방형의 상기 마스크 고정 스테이지의 네 모서리에 설치되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 1 항에 있어서, 상기 가이드부는 장방형의 상기 마스크 고정 스테이지의 네 변 중 적어도 3변에 설치되어 상기 마스크 고정 플레이트를 미동시키는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 5항에 있어서, 상기 마스크 고정 스테이지의 네 변 중 적어도 3변에 설치되는 가이드부는 상기 마스크 고정 플레이트를 x축, y축 및 Θ축으로 움직이는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 1 항에 있어서, 상기 가이드부의 동력은 연결부재에 의해 상기 마스크 고정 스테이지로 전달되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 7 항에 있어서, 상기 연결부재는 판 스프링인 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 1 항에 있어서, 상기 가이드부는

동력을 발생시키는 동력발생부와;

상기 동력발생부의 동력을 전달하는 동력전달 축과;

상기 동력전달 축을 지지하는 동력전달축 지지대와;

상기 동력발생부의 동력을 상기 마스크 고정 스테이지로 전달하는 동력전달부와;

상기 동력전달부와 상기 마스크 고정 스테이지를 연결하는 연결부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.